Trung Quốc phát hiện quá trình khoáng hóa đất hiếm trong cây dương xỉ
Các nhà khoa học Trung Quốc lần đầu tiên phát hiện hiện tượng khoáng hóa sinh học đất hiếm trong cây dương xỉ - một bước đột phá có thể mở đường cho một phương pháp chiết xuất các nguyên tố đất hiếm sạch hơn và bền vững hơn.
Những phát hiện mới này đã được công bố trực tuyến trên tạp chí khoa học quốc tế mang tên “Khoa học & Công nghệ Môi trường” (Environmental Science & Technology) hôm 5/11.
Theo truyền thông Trung Quốc, đây là lần đầu tiên các nhà khoa học phát hiện ra hiện tượng khoáng hóa sinh học của các nguyên tố đất hiếm trong thực vật tự nhiên, mở ra hướng đi mới cho việc sử dụng bền vững các nguồn tài nguyên đất hiếm trong tương lai.
Hình ảnh minh họa của Viện Địa hóa học Quảng Châu thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc
Nhóm nghiên cứu, do nhà nghiên cứu Chu Kiến Hỉ của Viện Địa hóa học Quảng Châu thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc dẫn đầu, đã đạt được cột mốc quan trọng này thông qua phương pháp sử dụng thực vật siêu tích tụ để chiết xuất kim loại từ đất.
Trước đây, cộng đồng khoa học đã phát hiện ra một số loài thực vật đặc biệt “siêu tích tụ” đất hiếm, trong đó có một loài dương xỉ ăn được có tên khoa học Blechnopsis orientalis (L.) C. Presl. Chúng hoạt động giống như “máy hút bụi đất hiếm” trong đất, hấp thụ và cô đặc hiệu quả các nguyên tố đất hiếm phân tán trong môi trường.
Trong nghiên cứu mới nhất, nhóm nghiên cứu của Trung Quốc đã quan sát thấy các nguyên tố đất hiếm được hấp thụ từ đất kết tủa dưới dạng các hạt nano trong các bó mạch và mô biểu bì của lá cây, sau đó tiếp tục kết tinh thành một khoáng chất gọi là Monazite-(La). Các nghiên cứu sâu hơn cho thấy, quá trình này thực chất là một cơ chế tự bảo vệ của thực vật, giống như cách thực vật “đóng gói và niêm phong” các chất độc hại bên trong cơ thể, khóa chặt các ion đất hiếm có khả năng gây hại cho tế bào vào cấu trúc khoáng chất, giúp trung hòa và “giải độc” các nguyên tố đất hiếm một cách tự nhiên.
Các nguyên tố đất hiếm, được mệnh danh là “vitamin công nghiệp”, là nguồn tài nguyên chiến lược không thể thiếu trong các lĩnh vực công nghệ cao như trí tuệ nhân tạo, năng lượng mới và quốc phòng, nhưng nguồn cung cấp chúng đang phải đối mặt với những thách thức về môi trường và địa chính trị.
Các nhà nghiên cứu Trung Quốc cho biết, monazite là một loại quặng đất hiếm quan trọng trong công nghiệp, chủ yếu được hình thành trong các quá trình địa chất như hoạt động magma hoặc thủy nhiệt. Tuy nhiên, monazite tự nhiên thường chứa urani và thori phóng xạ, đặt ra những thách thức cho việc khai thác và ứng dụng. Ngược lại, “Monazite sinh học” được hình thành từ dương xỉ trong điều kiện sinh trưởng tự nhiên ở nhiệt độ và áp suất thường là tinh khiết và không phóng xạ, cho thấy tiềm năng khai thác xanh to lớn.
Các nhà nghiên cứu cho rằng, phát hiện này không chỉ mở ra một cánh cửa mới cho việc nghiên cứu các loài thực vật siêu tích tụ đã biết, mà còn mở ra những hướng đi mới cho việc sử dụng bền vững tài nguyên đất hiếm trong tương lai: bằng cách trồng các loài thực vật siêu tích tụ như dương xỉ, đất hiếm có giá trị cao có thể được thu hồi từ thực vật trong khi vẫn có thể cải tạo đất ô nhiễm và phục hồi hệ sinh thái của các chất thải từ mỏ đất hiếm, hiện thực hóa mô hình tuần hoàn xanh “vừa cải tạo, vừa thu hồi”.
